• 27 de Abril de 2022

É fato! Plantas “bem nutridas” podem alcançar a produtividade ótima com a fixação biológica de nitrogênio (FBN). - Como assim plantas “bem nutridas”? - Existe relação entre a nutrição das plantas e a FBN? - A resposta para essas questões é SIM! Após ler este texto, você entenderá o porquê e será convidado a refletir e a responder uma pergunta.

Pesquisadores da área da Nutrição Mineral, há tempos, constataram que as plantas absorvem e utilizam os nutrientes dos substratos onde são cultivadas. Sendo assim, está claro que o sucesso de uma cultura é dependente da quantidade de macro e micronutrientes que ela absorve e utiliza em seus processos bioquímicos (até um certo limite!). É por isso que o conhecimento do solo, o procedimento da adubação, considerando a quantidade, e momento adequados são tão importantes! Apesar disso, tenha atenção: há outras condições e muitos recursos que favorecem a produtividade ótima das culturas (a produtividade que é condicionada pelo seu potencial genético). Dentre tais fatores estão a disponibilidade hídrica, a luminosidade e temperatura ideais, a razão de CO₂/O₂ adequadas, ausência de herbivoria e de competição. Tais fatores serão desconsiderados neste texto, uma vez que o foco dele está na relação entre nutrição das plantas e FBN. Então vamos ao contexto da nutrição das plantas?

Para que um elemento químico seja considerado um nutriente essencial é necessário que ele atenda a critérios previamente estabelecidos, sendo eles: sua deficiência impede as plantas de completarem seu ciclo de vida, não existe a possibilidade de substituí-lo por outro (mesmo que ambos tenham propriedades similares) e faz parte do metabolismo das plantas. Do ponto de vista metabólico, considera-se que plantas “bem nutridas” são aquelas que não possuem distúrbios na formação e estrutura de paredes celulares, proteínas e complexos proteicos, atividade de enzimas, reações redox e/ou balanço iônico. Alterações em um ou mais desses processos implicam em decréscimos na fotossíntese e, consequentemente, na liberação de energia para o crescimento e o desenvolvimento vegetal. Como resultado desses decréscimos podem-se citar as reduções na produtividade das culturas.

 A produtividade das culturas é dependente de um balanço entre os carboidratos que são produzidos na fotossíntese e os que são oxidados na respiração. Além do fato de tais processos requererem nutrientes essenciais para o bom funcionamento vegetal. Sendo assim, faz-se necessário compreender como disponibilizar nutrientes às culturas com baixo custo e de forma sustentável. Nesse sentido, o ponto de partida para tal compreensão está no conhecimento das características do solo e como tais características podem interagir com as plantas e influenciar, inclusive, as relações simbióticas estabelecidas no sistema solo-planta.

A avaliação, prévia ao plantio, do pH e das concentrações de nutrientes presentes no solo são primordiais para o conhecimento desse sistema e para o estabelecimento de estratégias e aplicação de fertilizantes, a fim de corrigir as deficiências nutricionais preexistentes no solo e garantir que as culturas alcancem a produtividade ótima. Tal produtividade, tão almejada pelos produtores, deve estar atrelada ao fato de as plantas estarem “bem nutridas”. Assim, por exemplo, quando nitrogênio (N) e fósforo (P) estiverem disponíveis no solo em níveis ideais, não serão observados prejuízos ao metabolismo de aminoácidos, na formação de nucleotídeos e membranas celulares. Adicionalmente, quando magnésio (Mg) e ferro (Fe) estiverem presentes em níveis ideais, não serão observados danos à fotossíntese. Está claro como a nutrição da planta é importante para todos os seus processos metabólicos e, inclusive, para a FBN que é um processo biológico de conversão do nitrogênio atmosférico (N₂) em amônia (NH₃), pela enzima nitrogenase.

A enzima nitrogenase é composta por molibdênio (Mo) e Fe. A leghemoglobina, que atua levando oxigênio (O₂) para os nódulos sem afetar a atividade da nitrogenase (pois essa enzima se desnatura na presença de O₂), possui em sua composição o elemento cobalto (Co). O Fe geralmente está disponível em quantidades suficientes para as plantas, portanto, desses três elementos, é comum aplicar apenas o Co e o Mo e isso pode ser feito via sementes (Figura 1A), via foliar ou diretamente no solo, sendo as duas primeiras formas as mais comuns. O níquel (Ni) compõe a enzima hidrogenase, que eleva a eficiência energética do processo de FBN e protege a enzima nitrogenase da presença de O₂, porém, são raras as recomendações de adubação com Ni, devido ao seu possível efeito tóxico.

Figura 1 – Adubação de sementes de feijão com molibdênio (A) e planta de feijoeiro nutrida com todos os elementos essenciais mostrando coloração verde, indicadora de sucesso do processo de FBN (B). Fotos de Stella C. G. Matoso.

Existem outros nutrientes que não possuem uma relação direta com o processo de FBN, mas afetam a sua eficiência pela sua função natural na planta, como por exemplo, o cálcio (Ca) e o P. O Ca é componente estrutural da parede celular e, portanto, necessário para a boa formação dos nódulos em plantas leguminosas. O P constitui a molécula de energia das plantas (adenosina trifosfato - ATP) e, como a FBN tem um alto custo metabólico (para cada molécula de N₂ fixada são gastas 16 moléculas de ATP), a disponibilidade de P é um fator relevante para o sucesso do processo. Como os nutrientes, em concentrações adequadas, são importantes para a produtividade das culturas, não é? Porém, convém destacar que o alumínio (Al), pode ter sua concentração aumentada pela FBN e causar toxidez às plantas; sendo, portanto, necessário neutralizar a acidez gerada pela FBN.

Em suma, o conhecimento da demanda nutricional das culturas e do estoque de nutrientes do solo são primordiais. O segredo para a otimização da FBN está na nutrição ideal das plantas, uma vez que ela garante crescimento, desenvolvimento e metabolismo conforme o condicionado pelo potencial genético das espécies, com implicações positivas sobre a produtividade ótima das culturas (Figura 1B). Diante disso, reflita e responda a seguinte pergunta: - O desafio para o cultivo de plantas “bem nutridas” para uma FBN ideal e um rendimento econômico satisfatório está lançado? Confira as nossas próximas publicações nesta revista!

Autoria de:

Roberta Carolina Ferreira Galvão de Holanda¹; Rosalba Ortega Fors²; Jessica Danila Krugel Nunes³; Stella Cristiani Gonçalves Matoso¹; Angelita Aparecida Coutinho Picazevicz⁴; Erica de Oliveira Araújo¹.

¹ Professora Doutora do Instituto Federal de Rondônia, Campus Colorado do Oeste;

² Doutora em Ciência do Solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro;

³ Professora Mestra e Doutoranda do Instituto Federal de Rondônia, Campus Ariquemes;

⁴ Professora Doutora do Instituto Federal de Rondônia, Campus Cacoal.

Contato: gpsam.colorado@ifro.edu.br